Jump to content

Комаммокс

Комаммокс (полное окисление аммиака) — это название, присвоенное организму, который может превращать аммиак в нитрит , а затем в нитрат в процессе нитрификации . [ 1 ] Традиционно считалось, что нитрификация представляет собой двухэтапный процесс, при котором бактерии, окисляющие аммиак, и археи окисляют аммиак до нитрита, а затем бактерии, окисляющие аммиак, превращаются в нитрат. [ 2 ] [ 3 ] Полное превращение аммиака в нитрат одним микроорганизмом было впервые предсказано в 2006 году. [ 1 ] было обнаружено наличие микроорганизмов, способных осуществлять оба процесса конверсии В 2015 году в пределах рода Nitrospira , и азотный цикл . был обновлен [ 4 ] [ 5 ] В пределах рода Nitrospira основные экосистемы comammox в основном встречаются в естественных водоносных горизонтах и ​​искусственных экосистемах. [ 6 ]

Полная стадия нитрификации дает больше энергии (∆G°′ = −349 кДж моль −1 NH 3 ), чем любое однократное окисление (∆G°′ = −275 кДж моль −1 NH 3 для окисления аммиака до нитрита и ∆G°′ = −74 кДж моль. −1 НЕТ 2 окисление нитрита в нитрат). [ 5 ]

Comammox Nitrospira Бактерии

[ редактировать ]

Полная нитрификация окисляющего аммиака до нитрата энергетически выгодна для нитроспиры . [ 5 ] Из-за предыдущих исследований, проведенных с Nitrospira , считалось, что все Nitrospira используют нитрит в качестве источника энергии. [ 1 ] Таким образом, комаммокс Nitrospira не был обнаружен до 2015 года. [ 5 ] Все обнаруженные нитрификаторы относятся ко II подлинии рода Nitrospira. [ 3 ] Геном . нитрифицирующей хемолитоавтотрофной бактерии рода Nitrospira кодирует окисление как аммиака, так и нитрита [ 5 ] Гены, связанные с ростом путем окисления аммиака до нитрата, представляют собой гены аммиакмонооксигеназы и гидроксиламиндегидрогеназы (например, ген amoA и кластер hao). [ 5 ] Это показывает, что полностью нитрифицирующие Nitrospira служат краеугольным камнем микробных сообществ, циркулирующих азот, обнаруженных в окружающей среде. Спустя почти два года после открытия организмов комаммокса Nitrospira inopinata стала первым полным нитрификатором , выделенным в чистой культуре. [ 7 ] Кинетический и физиологический анализ Nitrospira inopinata показал, что этот полный нитрификатор обладает высоким сродством к аммиаку, медленной скоростью роста, низкой максимальной скоростью окисления аммиака и высоким выходом. [ 7 ] [ 6 ] Открытие comammox Nitrospira дает представление о модульной эволюции азотного цикла и расширяет сложность эволюционной истории нитрификации . [ 5 ]

Экосистема Comammox

[ редактировать ]

Комаммокс был обнаружен во многих экосистемах, включая естественные пресноводные и наземные экосистемы. Примечательно, что гены commomox не были обнаружены в большом количестве в океанах. Кроме того, использование инженерных экосистем для комаммокса можно использовать для удаления аммония воды и во время очистки сточных вод . [ 3 ] Comammox был обнаружен во многих инженерных системах, включая аквакультуры установки биофильтрации , системы очистки и распределения питьевой воды, а также очистные сооружения. [ 3 ] [ 6 ] Рост комаммокса в этих искусственно созданных экосистемах происходит одновременно с бактериями и/или архей, окисляющими аммиак , и в некоторых случаях превышает численность других прокариот, окисляющих аммиак. [ 3 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ] Экосистема комаммокса в настоящее время неизвестна с точки зрения биогеографии , включая ее распространение и численность, из-за влияния конфигурации процесса и химического состава очищенных сточных вод. [ 3 ] [ 6 ] После этих результатов было установлено, что комаммокс может превосходить канонические нитрит-окисляющие бактерии рода Nitrospira в некоторых искусственно созданных средах, что указывает на потенциально важную роль комаммокса в эффективном биологическом удалении азота в процессах очистки сточных вод . [ 3 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Коста, Э; Перес, Дж; Крефт, Ю. (май 2006 г.). «Почему метаболический труд делится на нитрификацию?». Тенденции в микробиологии . 14 (5): 213–9. дои : 10.1016/j.tim.2006.03.006 . ПМИД   16621570 .
  2. ^ Виноградский, Серж (1892). «Вклад в морфологию нитрифицирующих организмов». Арх. наук. Биол . 1 :87–137.
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж г Лоусон, Кристофер Э; Люкер, Себастьян (01 апреля 2018 г.). «Полное окисление аммиака: важный контроль нитрификации в инженерных экосистемах?» . Современное мнение в области биотехнологии . Энергетическая биотехнология • Экологическая биотехнология. 50 : 158–165. дои : 10.1016/j.copbio.2018.01.015 . hdl : 2066/195181 . ISSN   0958-1669 . ПМИД   29414055 .
  4. ^ ван Кессель, Массачусетс; Спет, доктор медицинских наук; Альбертсен, М; Нильсен, PH; Оп ден Кэмп, HJ; Картал, Б; Джеттен, MS; Люкер, С. (26 ноября 2015 г.). «Полная нитрификация одним микроорганизмом» . Природа . 528 (7583): 555–9. Бибкод : 2015Natur.528..555V . дои : 10.1038/nature16459 . ПМЦ   4878690 . ПМИД   26610025 .
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г Даймс, Х; Лебедева Е.В.; Пьевац, П; Хан, П; Гербольд, К; Альбертсен, М; Йемлих, Н; Палатинский, М; Вирхейлиг, Дж; Булаев А; Киркегор, Р.Х.; Берген, МВ; Раттей, Т; Бендингер, Б; Нильсен, PH; Вагнер, М. (26 ноября 2015 г.). «Полная нитрификация бактериями Nitrospira» . Природа . 528 (7583): 504–9. Бибкод : 2015Nature.528..504D . дои : 10.1038/nature16461 . ПМК   5152751 . ПМИД   26610024 .
  6. ^ Jump up to: а б с д и Фаулер, Сьюзен Джейн; Паломо, Алехандро; Дешен, Арно; Майнс, Пол Д.; Сметс, Барт Ф. (март 2018 г.). «Comammox Nitrospira является богатым окислителем аммиака в различных сообществах быстрых песчаных фильтров, питаемых грунтовыми водами: Comammox Nitrospira в биофильтрах питьевой воды» (PDF) . Экологическая микробиология . 20 (3): 1002–1015. дои : 10.1111/1462-2920.14033 . ПМИД   29314644 . S2CID   4325672 .
  7. ^ Jump up to: а б Китс, К. Дмитрий; Седлачек, Кристофер Дж.; Лебедева Елена Владимировна; Хан, Пинг; Булаев, Александр; Пьевац, Петра; Дебелер, Энн; Романо, Стефано; Альбертсен, Мэдс (2017). «Кинетический анализ полного нитрификатора показывает олиготрофный образ жизни» . Природа . 549 (7671): 269–272. Бибкод : 2017Natur.549..269K . дои : 10.1038/nature23679 . ПМК   5600814 . ПМИД   28847001 .
  8. ^ Рутс, Пол; Ван, Юбо; Розенталь, Алекс Ф.; Гриффин, Джеймс С.; Сабба, Фабрицио; Петрович, Морган; Ян, Фэнхуа; Козак, Джозеф А.; Чжан, Хэн; Уэллс, Джордж Ф. (15 июня 2019 г.). «Comammox Nitrospira является доминирующим окислителем аммиака в обычных реакторах нитрификации с низким содержанием растворенного кислорода» . Исследования воды . 157 : 396–405. дои : 10.1016/j.watres.2019.03.060 . ISSN   0043-1354 .
  9. ^ Котто, Ирмари; Дай, Зихан; Хо, Линьсюань; Андерсон, Кристофер Л.; Виларди, Кэтрин Дж.; Иджаз, Умер; Хунджар, Венделл; Уилсон, Кристофер; Де Клиппелейр, Хейди; Гилмор, Кевин; Бейли, Эрика; Пинто, Амит Дж. (01 февраля 2020 г.). «Длительное время удержания твердых веществ и сопутствующая фаза роста способствуют преобладанию бактерий comammox в системах удаления азота» . Исследования воды . 169 : 115268. doi : 10.1016/j.watres.2019.115268 . ISSN   0043-1354 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3b95d390140320c9ca33329bc86a439c__1708307880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3b/9c/3b95d390140320c9ca33329bc86a439c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Comammox - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)